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网络协议－ARP/RARP应用分析

ARP/RARP协议简介

ARP，全称AddressResolutionProtocol，中文名为地址解析协议，它工作在数据链路层，用

于将网络中的协议地址（当前网络中大多是IP地址）解析为本地的硬件地址（MAC地址）。

注意：此文中的协议地址都以IP地址为例，硬件地址以MAC地址为例。

ARP的工作流程如下：

首先，每台主机都会在自己的ARP缓冲区(ARPCache)中建立一个ARP列表，以表示IP地址和

MAC地址的对应关系。

当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会首先检查自己ARP列表中是否存在该IP

地址对应的MAC地址，如果有﹐就直接将数据包发送到这个MAC地址；如果没有，就向本地网段

发起一个ARP请求的广播包，查询此目的主机对应的MAC地址。此ARP请求数据包里包括源主机

的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。

网络中所有的主机收到这个ARP请求后，会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。

如果不相同就忽略此数据包；如果相同，该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己

的ARP列表中，如果ARP表中已经存在该IP的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个ARP

响应数据包，告诉对方自己是它需要查找的MAC地址；

源主机收到这个ARP响应数据包后，将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP

列表中，并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP

查询失败。

RARP，全称ReverseAddressResolutionProtocol，中文名为逆向地址解析协议，它工作在数

据链路层，用于将本地的硬件地址（MAC地址）解析为网络中的协议地址（当前大多是IP地址）。

RARP的工作流程如下：

发送主机发送一个本地的RARP广播，在此广播包中，声明自己的MAC地址并且请求任何收到此

请求的RARP服务器分配一个IP地址；

本地网段上的RARP服务器收到此请求后，检查其RARP列表，查找该MAC地址对应的IP地址；

如果存在，RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供给对方主机使用；

如果不存在，RARP服务器对此不做任何的响应；

源主机收到从RARP服务器的响应信息，就利用得到的IP地址进行通讯；如果一直没有收到RARP

服务器的响应信息，表示初始化失败。

ARP和RARP使用相同的报头结构，如图1所示。

硬件类型协议类型

硬件地址长度协议长度操作类型

发送方的硬件地址（0-3字节）

发送方的硬件地址（4-5字节）发送方IP（0-1字节）

发送方IP（2-3字节）目的硬件地址（0-1字节）

目的硬件地址（2-5字节）

目的IP（0-3字节）

（图1ARP/RARP报头）

硬件类型字段指明了发送方想知道的硬件接口类型，以太网的值为1；

协议类型字段指明了发送方提供的高层协议类型，IP为0806（16进制）；

硬件地址长度和协议长度指明了硬件地址和高层协议地址的长度，这样ARP报文就可以在任意硬

件和任意协议的网络中使用；

操作字段用来表示这个报文的类型，ARP请求为1，ARP响应为2，RARP请求为3，RARP响应为4；

发送方的硬件地址（0-3字节）：源主机硬件地址的前3个字节；

发送方的硬件地址（4-5字节）：源主机硬件地址的后3个字节；

发送方IP（0-1字节）：源主机硬件地址的前2个字节；

发送方IP（2-3字节）：源主机硬件地址的后2个字节；

目的硬件地址（0-1字节）：目的主机硬件地址的前2个字节；

目的硬件地址（2-5字节）：目的主机硬件地址的后4个字节；

目的IP